Дезоксирибонуклеїнова кислота 1

геному миші показало, що 62 % його транскрибується.

Транскрипція і трансляція

Генетична інформація, закодована в ДНК, повинна бути прочитана і зрештою виражена в синтезі різних біополімерів, з яких складаються клітини. Послідовність основ у ланцюжку ДНК безпосередньо визначає послідовність основ у РНК, на яку вона «переписується» в процесі, що називається транскрипцією. У випадку мРНК, ця послідовність визначаєамінокислоти білку. Співвідношення між нуклеотидною послідовністю мРНК і амінокислотною послідовністю білків визначається правилами трансляції, які називаютьсягенетичним кодом. Генетичний код складається із кодонів, тринуклеотидних послідовностей (наприклад АСТ, САG, ТТТ тощо), що безпосередньо слідують одна за одною.

Під час транскрипції нуклеотиди гену копіюються на РНК, що синтезується РНК-полімеразою. Ця копія у разі мРНК декодується рибосомою, яка «зчитує» послідовність мРНК, здійснюючи спаровування матричної РНК з ділянками транспортних РНК, комплексів РНК і амінокислот у процесі трансляції. Оскільки в тринуклеотидних комбінаціях використовуються 4 основи, всього можливі 64 кодони (43 комбінації). Кодони кодують 20 стандартних амінокислот, кожній з яких у більшості випадків відповідає більш ніж один кодон. Один з трьох кодонів, які розташовуються в кінці мРНК, не кодує амінокислоту і визначає кінець білку, це «стоп» або «нонсенс» кодони (у більшості організмів ТАА, ТGА, ТАG).

Реплікація

Поділ клітини необхідний для розмноження одноклітинних і росту багатоклітинних організмів, але до поділу клітина повинна подвоїти геном, щоб дочірні клітини містили ту ж генетичну інформацію, що і початкова клітина. ДНК подвоюється у процесі реплікації, що протікає по напівконсервативному механізму: два ланцюжки розділяються, і потім кожнакомплементарна послідовність ДНК відтворює для себе пару за допомогою ферменту ДНК-полімераза

Цей фермент будує полінуклеотидний ланцюжок, знаходячи правильний нуклеотид через комплементарне спаровування основ і приєднуючи його до зростаючого ланцюжка. ДНК-полімераза, що здійснює більшу частину синтезу (Pol III прокаріотів або Pol δ еукаріотів) не може розпочати синтез нового ланцюжка, а тільки нарощує вже існуючий, тому вона потребує наявності праймерів, ділянок ДНК, синтезованих за допомогою спеціальної РНК-полімерази праймази. Оскільки ДНК-полімерази можуть будувати ланцюжок тільки у напрямку 5' → 3', для копіювання антипаралельних ланцюжків використовуються складні механізми із залученням великої кількості білків.  

ВЗАЄМОДІЯ З БІЛКАМИ

Всі функції ДНК залежать від її взаємодії з білками. Взаємодії можуть бути як неспецифічними, коли білок приєднується до будь-якої молекули ДНК, або залежати від наявності особливої послідовності. Ферменти також можуть взаємодіяти з ДНК. Найважливіші з них — полімерази, що копіюють послідовність основ ДНК на РНК у процесі транскрипції, а також на нову ДНК при синтезі нового ланцюжка — реплікації.

Структурні і регуляторні білки

Добре вивченими прикладами взаємодії білків і ДНК, незалежної від нуклеотидної послідовності, є взаємодія із структурними білками. У клітинах ДНК зв'язана з цими білками, утворюючи компактну структуру — хроматин. У випадку еукаріотів та багатьох архей хроматин утворюється за допомогою невеликих лужних білків — гістонів. У решти архей та бактерій ДНК менш щільно упакована за допомогою ряду інших білків, хоча серед них і знайдені гомологічні гістонам білки. Гістони формують дископодібні білкові структури — нуклеосоми, навколо кожної з яких вміщається два обороти спіралі ДНК. Неспецифічні зв'язки між гістонами і ДНК утворюються за рахунок іонних зв'язків лужних амінокислот гістонів і кислотних залишків цукрофосфатного остову ДНК. Хімічні модифікації цих амінокислот включають метилювання, фосфорилювання

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10